JP2012192491A - Grinding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は被加工物の表面に保護部材を貼着してその裏面を研削する研削方法に関する。 The present invention relates to a grinding method for attaching a protective member to the surface of a workpiece and grinding the back surface thereof.
IC、LSI等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン(ストリート)によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置(ダイシング装置)によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に広く利用されている。 A semiconductor wafer in which a number of devices such as IC and LSI are formed on the surface, and each device is partitioned by a line to be divided (street), the back surface is ground by a grinding machine and processed to a predetermined thickness. A dividing line is cut by a cutting device (dicing device) to be divided into individual devices, and the divided devices are widely used in electric devices such as mobile phones and personal computers.
一方、表面に窒化ガリウム(GaN)等の窒化物半導体層が積層され、格子状に形成された分割予定ラインによって区画された各領域にそれぞれ光デバイスが形成された光デバイスウエーハは、分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射することにより個々の光デバイスに分割され、分割された光デバイスは携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器に広く利用される。 On the other hand, an optical device wafer in which a nitride semiconductor layer such as gallium nitride (GaN) is stacked on the surface and an optical device is formed in each region partitioned by the planned division lines formed in a lattice shape Are divided into individual optical devices by being irradiated with a laser beam, and the divided optical devices are widely used in electronic devices such as mobile phones and digital cameras.
光デバイスウエーハはエピタキシャル層の成長に適したサファイア基板上に窒化物半導体層を成長させて形成されるため、サファイア基板は光デバイスを製造する上で不可欠な素材であるが、基板上に窒化物半導体層を積層した後は電子機器の軽量化、小型化、素子特性の向上のために、研削装置によってサファイア基板の裏面が研削されて薄く加工される。 Since an optical device wafer is formed by growing a nitride semiconductor layer on a sapphire substrate suitable for the growth of an epitaxial layer, the sapphire substrate is an indispensable material for manufacturing an optical device. After the semiconductor layer is stacked, the back surface of the sapphire substrate is ground and thinned by a grinding device in order to reduce the weight, size, and improve the device characteristics of the electronic device.
半導体ウエーハ又は光デバイスウエーハ等のウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えていて、ウエーハを高精度に所望の厚さに研削できる。 A grinding apparatus for grinding the back surface of a wafer such as a semiconductor wafer or an optical device wafer has a chuck table for holding the wafer and a grinding wheel having a grinding wheel for grinding the wafer held by the chuck table mounted rotatably. A grinding means for grinding the wafer to a desired thickness with high accuracy.
ところで、光デバイスウエーハの基板となるサファイア、或いはシリコンナイトライド、リチウムタンタレート、アルチック等の脆性硬質材料を研削装置で研削すると長時間を有し、生産性が悪いという問題があることから、本出願人は、超音波振動子を研削ホイールに配設して被加工物を研削する技術を開発した(例えば、特開2008−23693号公報参照)。 By the way, when brittle hard materials such as sapphire or silicon nitride, lithium tantalate, and Altic, which are substrates for optical device wafers, are ground with a grinding machine, there is a problem that productivity is poor. The applicant has developed a technique for grinding an object by arranging an ultrasonic vibrator on a grinding wheel (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-23693).
しかし、光デバイスウエーハの表面に粘着テープからなる保護テープを貼着し、光デバイスウエーハの裏面のサファイア基板を研削してその厚みを100μm以下、更には50μm以下と薄くすると、サファイア基板に割れが生じるという問題がある。掛かる問題は、炭化珪素基板(SiC基板)等の硬質脆性基板の研削においても同様に生じる。 However, if a protective tape made of an adhesive tape is attached to the surface of the optical device wafer and the sapphire substrate on the back surface of the optical device wafer is ground to reduce its thickness to 100 μm or less, and further to 50 μm or less, the sapphire substrate cracks. There is a problem that arises. The problem which arises similarly arises also in grinding of hard brittle substrates, such as a silicon carbide substrate (SiC substrate).
この原因について考察すると、サファイア基板等の被加工物の研削時に被加工物が割れるのは、研削圧力によって研削砥石の端面で押圧された被加工物部分が局所的に保護テープに沈み込み、砥石端面が押圧している砥石端面下の被加工物と砥石端面下に侵入しようとしている被加工物の間に急な段差が生じ、この段差部分に研削砥石が当たるためであると考えられる。 Considering this cause, the work piece breaks when grinding the work piece such as a sapphire substrate. The work piece part pressed by the end face of the grinding wheel by the grinding pressure locally sinks into the protective tape. It is thought that this is because a steep step occurs between the workpiece under the end surface of the grindstone pressed by the end surface and the workpiece about to enter under the end surface of the grindstone, and the grindstone hits the step portion.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物を薄く研削加工しても被加工物の割れが生じない研削方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a grinding method in which cracking of the workpiece does not occur even if the workpiece is ground thinly.
本発明によると、研削砥石を有する研削ホイールで被加工物を研削する研削方法であって、被加工物の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、第1の回転軸周りに回転するチャックテーブルで該保護部材が貼着された被加工物の表面側を保持する保持ステップと、第1の回転軸と平行な第2の回転軸周りに回転する研削ホイールの該研削砥石の端面を該チャックテーブルで保持されて該第1の回転軸周りに回転する被加工物の裏面に当接させるとともに、該研削砥石を被加工物に接近する方向へ研削送りすることにより被加工物の裏面を研削する研削ステップと、該研削ステップを実施中に、該研削砥石の該端面の下に被加工物が侵入する少なくとも入口側で被加工物上に圧力を付与する圧力付与ステップとを具備し、該圧力付与ステップで被加工物上に圧力を付与して、該研削砥石に対する該入口側の被加工物を該端面の下の被加工物に対して平坦にしつつ研削を遂行することを特徴とする研削方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a grinding method for grinding a workpiece with a grinding wheel having a grinding wheel, a protective member adhering step for adhering a protective member to the surface of the workpiece, and around a first rotation axis. A holding step for holding the surface side of the work piece to which the protection member is attached by a rotating chuck table; and a grinding wheel of the grinding wheel that rotates about a second rotation axis parallel to the first rotation axis. The workpiece is held in contact with the back surface of the workpiece that rotates around the first rotation axis while being held by the chuck table, and the grinding wheel is ground and fed in a direction approaching the workpiece. A grinding step for grinding the back surface of the workpiece, and a pressure applying step for applying pressure on the workpiece at least on the inlet side where the workpiece enters under the end surface of the grinding wheel during the grinding step. Equipped with pressure Grinding method characterized by performing grinding while applying pressure on the workpiece in a step so that the workpiece on the inlet side with respect to the grinding wheel is flattened against the workpiece under the end face Is provided.
好ましくは、前記圧力付与ステップでは、該入口側の被加工物上に流体を噴出することにより、該研削ホイールの研削圧と同等の圧力を被加工物に付与して、該入口側の被加工物を該端面の下の被加工物に対して平坦にする。 Preferably, in the pressure application step, a fluid equivalent to the grinding pressure of the grinding wheel is applied to the workpiece by ejecting a fluid onto the workpiece on the inlet side, so that the workpiece on the inlet side is processed. The object is flattened against the workpiece under the end face.
本発明によると、研削時に少なくとも研削砥石の端面下に被加工物が侵入する入口側で被加工物上面に圧力を付与するため、研削砥石の端面が押圧している研削砥石端面下の被加工物の部分と研削砥石の端面下に侵入しようとしている被加工物との間に急な段差が生じることがない。従って、研削時に被加工物に割れが発生することが防止される。 According to the present invention, at the time of grinding, at least at the entrance side where the workpiece enters under the end surface of the grinding wheel, pressure is applied to the upper surface of the workpiece, so that the workpiece under the grinding wheel end surface pressed by the end surface of the grinding wheel is pressed. There is no steep step between the part of the workpiece and the workpiece that is about to enter under the end face of the grinding wheel. Accordingly, it is possible to prevent the workpiece from being cracked during grinding.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置2の外観斜視図が示されている。4は研削装置2のベースであり、ベース4の後方にはコラム6が立設されている。コラム6には、上下方向に伸びる一対のガイドレール8が固定されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, an external perspective view of a
この一対のガイドレール8に沿って研削ユニット(研削手段)10が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット10は、スピンドルハウジング12と、スピンドルハウジング12を保持する支持部14を有しており、支持部14が一対のガイドレール8に沿って上下方向に移動する移動基台16に取り付けられている。
A grinding unit (grinding means) 10 is mounted along the pair of
研削ユニット10は、スピンドルハウジング12中に回転可能に収容されたスピンドル18と、スピンドル18を回転駆動するモータ20と、スピンドル18の先端に固定されたホイールマウント22と、ホイールマウント22に着脱可能に装着された研削ホイール24とを含んでいる。研削ホイール24は、図3に示すように、環状基台26と、環状基台26の下端部外周に環状に配設された複数の研削砥石28とから構成される。
The
研削装置2は、研削ユニット10を一対のガイドレール8に沿って上下方向に移動するボールねじ30とパルスモータ32とから構成される研削ユニット送り機構34を備えている。パルスモータ32を駆動すると、ボールねじ30が回転し、移動基台16が上下方向に移動される。
The
研削ユニット10の研削ホイール24に隣接して、研削位置Bに位置付けられたウエーハ11に対して圧力を付与する圧力付与ノズル46が配設されている。本実施形態では、圧力付与ノズル46から高圧水を噴射して、チャックテーブル38に保持されたウエーハ11に圧力を付与する。
Adjacent to the grinding
ベース4の上面には凹部4aが形成されており、この凹部4aにチャックテーブル機構36が配設されている。チャックテーブル機構36はチャックテーブル38を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Aと、研削ユニット10に対向する研削位置Bとの間でY軸方向に移動される。40,42は蛇腹である。ベース4の前方側には、研削装置2のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル44が配設されている。
A
図2を参照すると、本発明の研削方法の被加工物の一種である光デバイスウエーハ11の表面側斜視図が示されている。光デバイスウエーハ11は、サファイア基板13上に窒化ガリウム(GaN)等のエピタキシャル層(半導体層)15が積層されて構成されている。光デバイスウエーハ11は、エピタキシャル層15が積層された表面11aと、サファイア基板13が露出した裏面11bとを有している。
Referring to FIG. 2, there is shown a front side perspective view of an
サファイア基板13は例えば430μmの厚みを有しており、エピタキシャル層15は例えば5μmの厚みを有している。エピタキシャル層15にLED等の複数の光デバイス19が格子状に形成された分割予定ライン(ストリート)17によって区画されて形成されている。
The
光デバイスウエーハ11の研削に先立って、光デバイスウエーハ11の表面11a側の光デバイス19を保護するために、光デバイスウエーハ11の表面11aには保護テープ21が貼着される。保護テープ21は、ポリエチレン塩化ビニル、ポリオレフィン等の基材の一面に糊層を配設して構成されている。
Prior to grinding the
以下、圧力付与ノズル46を備えた研削装置2による本発明の研削方法について図3乃至図5を参照して詳細に説明する。図1に示されたウエーハ着脱位置Aに位置付けられたチャックテーブル38上に保護テープ21を下にして光デバイスウエーハ11を載置し、チャックテーブル38でウエーハ11を吸引保持する。
Hereinafter, the grinding method of the present invention by the
次いで、チャックテーブル機構36の図示しない移動機構を作動して、チャックテーブル38をチャックテーブル38に保持されたウエーハ11が研削ユニット10に対向する研削位置Bに位置付ける。ウエーハ11が研削位置に位置付けられた状態が図3に示されている。
Next, a moving mechanism (not shown) of the
特に図示しないが、チャックテーブル38は一辺が固定で他の2点が可動の3点で支持されており、これによりチャックテーブル38の保持面38aが傾斜可能に構成されている。可動始点は、例えばパルスモータとボールねじの組み合わせにより構成されている。
Although not particularly shown, the chuck table 38 is supported at three points where one side is fixed and the other two points are movable, so that the
また、チャックテーブル38の吸引部はチャックテーブル38の回転中心を頂点として僅かな山形状に形成された保持面38aを有しており、保持面38aの中心部と周辺部との高さの差は10〜20μm程度に設定されている。
Further, the suction part of the chuck table 38 has a
チャックテーブル38の保持面38aが回転中心を頂点とした僅かな山形状に形成され、更にチャックテーブル38を手前側が高くなるように僅かに傾斜するように調整しているため、図4に示すように、研削砥石28が光デバイスウエーハ11の裏面11bに接触する研削領域Gはウエーハ11の回転中心から外周に至る領域に限定され、更に研削方向はウエーハ11の回転中心から外周に至る方向となる。図4で29は研削砥石28の回転軌跡である。
As shown in FIG. 4, the holding
本実施形態の研削方法では、チャックテーブル38を矢印a方向に例えば300rpmで回転しつつ、研削ホイール24を矢印bで示す方向に例えば1400rpmで回転させ、チャックテーブル38に保持された光デバイスウエーハ11の回転中心を研削砥石28が通過するように研削ホイール24を位置付ける。
In the grinding method of the present embodiment, the
そして、研削ユニット送り機構34を駆動して、研削ホイール24を所定の研削送り速度(例えば0.3μm/s)で下方に所定量研削送りしながら光デバイスウエーハ11の裏面11bのサファイア基板13を研削する。
Then, the grinding
この研削時に、図5に最もよく示されるように、研削砥石28の端面28aの下にウエーハ11が侵入する入口側で圧力付与ノズル46の噴射口48から高圧水50を噴射してウエーハ11に研削ホイール24の研削圧と同等の圧力を付与し、保護テープ21をこの圧力により圧縮して薄くする。
At the time of this grinding, as best shown in FIG. 5, high-
これにより、研削砥石28の端面28aが押圧しているウエーハ11の裏面11bと研削砥石28の端面28aの下に侵入しようとしているウエーハ11の裏面11bとの間に急な段差が生じないように、ウエーハ11の裏面11bを平坦にしつつ研削を遂行する。図4でPは圧力付与ノズル46による圧力付与領域である。
This prevents a steep step between the
研削ホイール24の研削圧と同等の圧力とは、研削砥石28の端面下のウエーハ11と入口側のウエーハ11との間に急な段差が生ずることのない程度の圧力である。図5では、研削砥石28の端面28aの下のウエーハ11と入口側のウエーハ11の裏面11bとが真っ平らであるように示されているが、緩やかな傾斜があってもよく、重要なのは端面28aの下と入口側との間に急な段差が生じなければよい。
The pressure equivalent to the grinding pressure of the
このように圧力付与ノズル46で高圧水を噴射してウエーハ11に圧力を付与しながら研削すると、研削砥石28の端面28aが押圧している部分のウエーハ11の裏面11bと研削砥石28の端面28aの下に侵入しようとしているウエーハ11の裏面11bとの間に急な段差が生ずることがないため、研削時に光デバイスウエーハ11の基板13に割れが発生することを防止できる。
Thus, when grinding is performed while applying pressure to the
上述した実施形態では、圧力付与ノズル46から高圧水を噴射してウエーハ11に圧力を付与しているが、圧力付与手段は流体ではなく、物理的に押圧する押圧手段によりウエーハ11に圧力を付与するようにしてもよい。
In the embodiment described above, high-pressure water is jetted from the
また、上述した実施形態では、被加工物として表面に光デバイス19が形成された光デバイスウエーハ19を研削する例について説明したが、表面にデバイスを有しない被加工物の研削時にも表面に保護テープ等を貼着して研削する場合には、本発明の研削方法を適用可能である。
In the above-described embodiment, the example in which the
更に、上述した実施形態では本発明の研削方法をサファイア基板等の硬質脆性材料の研削に適用した例について説明したが、本発明の研削方法はシリコンウエーハの研削にも同様に適用することができる。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the grinding method of the present invention is applied to grinding of a hard brittle material such as a sapphire substrate has been described. However, the grinding method of the present invention can be similarly applied to grinding of a silicon wafer. .
また、保護テープ21を光デバイスウエーハ11の表面11aに貼着する代わりに、樹脂をウエーハ11の表面11aに塗布して保護部材として硬化させた後、ウエーハ11の裏面11bを研削する場合にも本発明は適用可能である。
Also, instead of sticking the
10 研削ユニット
11 光デバイスウエーハ
13 サファイア基板
19 光デバイス
24 研削ホイール
28 研削砥石
38 チャックテーブル
46 圧力付与ノズル
G 研削領域
P 圧力付与領域
DESCRIPTION OF
Claims (2)
被加工物の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
第1の回転軸周りに回転するチャックテーブルで該保護部材が貼着された被加工物の表面側を保持する保持ステップと、
第1の回転軸と平行な第2の回転軸周りに回転する研削ホイールの該研削砥石の端面を該チャックテーブルで保持されて該第1の回転軸周りに回転する被加工物の裏面に当接させるとともに、該研削砥石を被加工物に接近する方向へ研削送りすることにより被加工物の裏面を研削する研削ステップと、
該研削ステップを実施中に、該研削砥石の該端面の下に被加工物が侵入する少なくとも入口側で被加工物上に圧力を付与する圧力付与ステップとを具備し、
該圧力付与ステップで被加工物上に圧力を付与して、該研削砥石に対する該入口側の被加工物を該端面の下の被加工物に対して平坦にしつつ研削を遂行することを特徴とする研削方法。 A grinding method for grinding a workpiece with a grinding wheel having a grinding wheel,
A protective member attaching step for attaching a protective member to the surface of the workpiece; and
A holding step for holding the surface side of the work piece to which the protective member is attached with a chuck table that rotates around a first rotation axis;
An end surface of the grinding wheel of a grinding wheel that rotates about a second rotation axis parallel to the first rotation axis is held by the chuck table and contacts a back surface of a workpiece that rotates about the first rotation axis. A grinding step of grinding the back surface of the workpiece by grinding and feeding the grinding wheel in a direction approaching the workpiece,
A pressure applying step for applying pressure on the work piece at least at an inlet side where the work piece enters under the end face of the grinding wheel during the grinding step;
Applying pressure on the workpiece in the pressure applying step, and performing grinding while flattening the workpiece on the inlet side with respect to the grinding wheel with respect to the workpiece under the end surface, Grinding method.
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JP2003211353A (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-29 | Nippei Toyama Corp | Machining device for wafer |
JP2011044471A (en) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Disco Abrasive Syst Ltd | Wafer grinding device |
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- 2011-03-16 JP JP2011058210A patent/JP2012192491A/en active Pending
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